چكيده فارسي :
اساساً كاني‌هاي نيكل و كبالت به دو دسته‌ي كلي كاني‌هاي اكسيدي و كاني‌هاي سولفيدي تقسيم بندي مي‌شوند كه به علت پايين بودن عيار اين نوع كانه سنگ‌ها، منابع ثانويه آن‌ها ارزش بيشتري خواهند داشت. عمده ناخالصي‌هاي همراه اين منابع شامل گوگرد، آهن، مس، منيزيم، منگنز، كلسيم، كروم، آلومينيوم، موليبدن و در بعضي موارد عناصر گروه پلاتين بوده كه وجود اين عناصر در كنار فلزات هدف، در نهايت مي‌توانند منجر به كاهش عيار و ارزش آن‌ها شوند. به طور كلي در صنعت از روش‌هاي مختلفي براي جداسازي اين ناخالصي‌ها استفاده شده است كه از جمله مي‌توان به روش‌هاي رسوب‌دهي، روش‌هاي ترسيب سولفاته، استفاده از جاذب‌هاي يوني و يا استفاده از روش استخراج حلالي اشاره نمود. در اين پژوهش ابتدا ناخالصي‌هاي اصلي شامل عناصر كروم و موليبدن به كمك روش رسوب‌دهي كربناتي با در نظر گرفتن كمترين ميزان اتلاف براي نيكل و كبالت از محلول حذف شده‌اند. در اين مرحله با استفاده از 5/2 درصد وزني منيزيم كربنات عناصر كروم و موليبدن بيشتر از 99 درصد رسوب داده شده است بطوري كه، در اين شرايط ميزان اتلاف نيكل و كبالت به ترتيب حدود 26 و 25 درصد بدست آمده است. در ادامه محلول تصفيه شده حاوي نيكل و با حلال آلي PC88A رقيق شده با نفت سفيد تحت عمليات استخراج حلالي قرار گرفته است. با تغيير pH محلول در محدوده 8/3 تا 2/5 و نسبت فاز آلي به فارآبي در محدوده 1/7/0 تا 1/5/1 حالت‌هاي مختلف مورد آزمون قرار گرفته و نسبت استخراج نيكل به كبالت اندازه گيري شده است. استخراج تك مرحله‌اي با pH حدود 5/4 و نسبت فاز آلي به فاز آبي 1/1 حدود 45 درصد كبالت و كمتر از يك درصد نيكل از محلول اوليه خارج شده‌اند. همچنين نتايج مربوط به آزمايش‌هاي دو مرحله‌اي حاكي از آن است كه با تنظيم pH مرحله اول در محدوده 2/5 و نسبت فاز آلي به فاز آبي 1/1 و سپس تنظيم pH مرحله دوم در محدوده 5/4 و نسبت فاز آلي به فاز آبي 1/7/0 تا89 درصد كبالت از محلول اوليه جدا شده است. نتايج نشان مي‌دهد با افزايش دما از 20 تا 60 درجه سانتي‌گراد ميزان استخراج همزمان نيكل و كبالت به ترتيب به كمتر از يك و 58 درصد افزايش ميابد همچنين با افزايش ميزان صابوني سازي حلال از 20 تا 60 درصد ميزان استخراج همزمان نيكل و كبالت به ترتيب حدود 8/2 و 7/71 درصد افزايش ميابد.
چكيده انگليسي :
Nickel and cobalt minerals are essentially classified into two main categories: oxide minerals and sulfide minerals. Due to the low grade of these ore types, their secondary sources become more valuable. The primary impurities in these sources typically include sulfur, iron, copper, magnesium, manganese, calcium, chromium, aluminum, molybdenum, and in some instances, platinum group elements. The presence of these elements, along with the important metals, can lead to a reduction in their grade and value. Various methods have been employed in the industry to separate these impurities, including sedimentation methods, sulfate precipitation methods, the utilization of ionic absorbents, and solvent extraction methods. In this study, the initial focus was on removing the main impurities, including chromium and molybdenum elements, from the solution using the carbonate precipitation method while minimizing nickel and cobalt loss. By employing 2.5% by weight of magnesium carbonate, over 99% of chromium and molybdenum elements were effectively precipitated, with nickel and cobalt losses of approximately 26% and 25%, respectively. Subsequently, the purified solution containing nickel was treated with PC88A organic solvent diluted with kerosene and subjected to solvent extraction. Different conditions were tested by changing the pH of the solution within the range of 3.8 to 5.2 and the ratio of organic to aqueous phase between 0.7/1 to 1.5/1. Single-stage extraction at a pH of around 4.5 and an organic phase to aqueous phase ratio of 1/1 resulted in the removal of about 45% of cobalt and less than 1% of nickel from the initial solution. Furthermore, two-stage experiments revealed that adjusting the pH of the first stage within the range of 5.2 and the organic phase to aqueous phase ratio of 1/1, followed by adjusting the pH of the second stage within the range of 4.5 and the organic phase to aqueous phase ratio of 0.7/1, led to the separation of up to 89% of cobalt from the initial solution. The results show that by increasing the temperature from 20 to 60 degrees Celsius, the amount of simultaneous extraction of nickel and cobalt increases to less than one and 58%, respectively. Also, with increasing the amount of solvent saponification from 20% to 60%, the simultaneous extraction of nickel and cobalt increases about 2.8 and 71.7 percent respectively.
